JP2012228149A - 共鳴式非接触給電システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】共鳴式非接触給電システム10は、送電側(一次側)ディバイスとして、高周波電源20と、一次コイル30と、一次共鳴コイル35とを備える。一次コイル30は送電側同軸ケーブル60を用いて高周波電源20に接続されている。さらに、共鳴式非接触給電システム10は、送電側金属シールド80を備え、一次コイル30及び一次共鳴コイル35の周囲を覆っている。送電側同軸ケーブル60の同軸ケーブル外導体64の一方の端部が、送電側金属シールド80のシールド底面84に接続され、他方の端部が、高周波電源20の電源筐体24に接続されている。
【選択図】図5
Description
また、負荷装置と受電側共鳴コイル部とを電気的に接続する受電側の同軸ケーブルと、前記受電側共鳴コイル部を良導体で外側から覆う第1の受電側シールド部と、を備え、前記受電側の同軸ケーブルの外導体は、前記第1の受電側シールド部と前記負荷装置の筐体とを接続してもよい。
また、前記第1の送電側シールド部を良導体で外側から覆う第2の送電側シールド部と、前記送電側の同軸ケーブルを良導体で覆うとともに、前記第2の送電側シールド部と前記高周波電源の筐体とを電気的に接続する前記送電側同軸ケーブル用シールド部と、前記第1の受電側シールド部を良導体で外側から覆う第2の受電側シールド部と、前記受電側の同軸ケーブルを良導体で覆うとともに、前記第2の受電側シールド部と前記負荷装置の筐体を覆う筐体とを電気的に接続する前記受電側同軸ケーブル用シールド部と、を備えてもよい。
また、前記第2の送電側シールド部と前記第2の受電側シールド部とは、対向する端部においてそれぞれ外側に延出する面を備えてもよい。
本発明の別の装置は、送電側共鳴コイル部から受電側共鳴コイル部へ非接触の共鳴作用によって電力を伝送する共鳴式非接触給電システムであって、負荷装置と前記受電側共鳴コイル部とを電気的に接続する受電側の同軸ケーブルと、前記受電側共鳴コイル部を良導体で外側から覆う第1の受電側シールド部と、を備え、前記受電側の同軸ケーブルの外導体は、前記第1の受電側シールド部と前記負荷装置の筐体とを接続する。
図5は、本実施形態に係る共鳴式非接触給電システム10の構成を模式的に示す図である。図3や図4の共鳴式非接触給電システム510と異なる構成は、送電側金属シールド80及び受電側金属シールド90を設けた構成にあり、他の構成については同様の構成となっており、同様の構成要素については一部同一符号をしている。また、共鳴式非接触給電システムにおける電力伝送原理については、引用文献1に開示の技術を用いることができるので、ここでは詳細な説明は省略する。
図6に本実施形態に係る共鳴式非接触給電システム110を示す。この共鳴式非接触給電システム110は、第1の実施形態で説明した共鳴式非接触給電システム10の変形例であり、異なる点は、送電側の共鳴部(送電側同軸ケーブル60、一次コイル30、一次共鳴コイル35)及び受電側の共鳴部(受電側同軸ケーブル70、二次コイル40、二次共鳴コイル45)をさらにシールドで覆っていることに有る。このような構成とすることで、放射電磁界の漏洩を大幅に低減できる。なお、ここでは、同一構成については同一符号を付して説明を省略し、主に異なる点について説明する。また、高周波電源20の接地にはACケーブル190のFG線が使用されているものとしている。
(1)電源ケーブル590、190:
電源ケーブル(5m)を利用し、高周波電源に電力を供給する。
電磁界測定点数:11箇所(50cm間隔)。
(2)高周波電源20:
周波数13.56MHZ(±1MHz)、出力電力3kW。
電磁界測定点数…8箇所(50cm間隔)。
(3)同軸ケーブル60:
同軸ケーブル(3m)を高周波電力の伝送線として利用し、高周波電源20とループコイル(一次コイル30)とを接続する。
電磁界測定箇所…7箇所(50cm間隔)
(4)ループコイル(一次及び二次コイル30、40):
銅製 直径150mm、銅線直径5mm。
送電側の一次コイル30と受電側の二次コイル40は同構造である。
(5)共鳴コイル(一次及び二次ループコイル35、45):
銅製 直径300mm 内径185mm、銅線直径5mm、ピッチ5mm 渦巻き型。
送電側の一次ループコイル35と受電側の二次ループコイル45は同構造である。
一次ループコイル35と受電側の二次ループコイル45のコイル間距離200mm。
(6)金属ケース(80、90):
送電側及び受電側金属シールド80、90は、同軸ケーブル60、70の外導体(外皮)に接続されて、ループコイル(30、40)と共鳴コイル(35、45)を覆う。
外径700mm。
(7)送電側大型金属シールド120(ケース)<本実施形態のみ>:
図10中の拡大部参照。
(8)シールド構造1(送電側):<本実施形態のみ>
送電側同軸ケーブル60を覆い、送電側大型金属シールド120と高周波電源20の筐体24とを接続する。
シールド性能約50dB。
(9)シールド構造2(受電側):
受電側同軸ケーブル70を覆い、受電側大型金属シールド130と測定装置(アッテネータ及びスペクトルアナライザ)を覆う筐体とを接続する。
シールド性能約50dB。
(10)アッテネータ及びスペクトルアナライザ(負荷装置):
アッテネータで受電側の高周波電力を所定量減衰させ、スペクトラムアナライザにて信号レベルを測定する。
・本実施形態のシールド対策を施した共鳴式非接触給電システム10では図10に示す測定系により測定した。また、対比となるシールド対策を施さない従来タイプの共鳴式非接触給電システム510では図9に示す測定系により測定を行った。
・各測定点に電磁界センサを設置する。測定点から電磁界センサ面までの垂直距離を50mmとする。
・高周波電源20から、周波数13.56MHzの3kW電力を出力し、電磁界センサにより測定された電界の最高値、及び磁界の最高値を取得する。
・送電側シールド対策が施されていない場合の結果(図7参照)及びシールド対策を施した場合の結果(図8参照)を取得しグラフ比較する。
20 高周波電源
22 発振源
24 電源筐体
30 一次コイル
35 一次共鳴コイル
40 二次コイル
45 二次共鳴コイル
50 負荷装置
52 負荷
54 負荷筐体
60 送電側同軸ケーブル
62、72 同軸ケーブル内導体
64、74 同軸ケーブル外導体
70 受電側同軸ケーブル
80 送電側金属シールド
82、92 シールド側面
84、94 シールド底面
90 受電側金属シールド
120 送電側大型金属シールド
122、132 大型シールド側面部
124、134 大型シールド底面部
130 受電側大型金属シールド
140、150 同軸用金属シールド
155 筐体
Claims (5)
- 送電側共鳴コイル部から受電側共鳴コイル部へ非接触の共鳴作用によって電力を伝送する共鳴式非接触給電システムであって、
高周波電源と前記送電側共鳴コイル部とを電気的に接続する送電側の同軸ケーブルと、
前記送電側共鳴コイル部を良導体で外側から覆う第1の送電側シールド部と、
を備え、
前記送電側の同軸ケーブルの外導体は、前記第1の送電側シールド部と前記高周波電源の筐体とを接続することを特徴とする共鳴式非接触給電システム。 - 負荷装置と受電側共鳴コイル部とを電気的に接続する受電側の同軸ケーブルと、
前記受電側共鳴コイル部を良導体で外側から覆う第1の受電側シールド部と、
を備え、
前記受電側の同軸ケーブルの外導体は、前記第1の受電側シールド部と前記負荷装置の筐体とを接続することを特徴とする請求項1に記載の共鳴式非接触給電システム。 - 前記第1の送電側シールド部を良導体で外側から覆う第2の送電側シールド部と、
前記送電側の同軸ケーブルを良導体で覆うとともに、前記第2の送電側シールド部と前記高周波電源の筐体とを電気的に接続する前記送電側同軸ケーブル用シールド部と、
前記第1の受電側シールド部を良導体で外側から覆う第2の受電側シールド部と、
前記受電側の同軸ケーブルを良導体で覆うとともに、前記第2の受電側シールド部と前記負荷装置の筐体を覆う筐体とを電気的に接続する前記受電側同軸ケーブル用シールド部と、
を備えることを特徴とする請求項2に記載の共鳴式非接触給電システム。 - 前記第2の送電側シールド部と前記第2の受電側シールド部とは、対向する端部においてそれぞれ外側に延出する面を備えていることを特徴とする請求項3に記載の共鳴式非接触給電システム。
- 送電側共鳴コイル部から受電側共鳴コイル部へ非接触の共鳴作用によって電力を伝送する共鳴式非接触給電システムであって、
負荷装置と前記受電側共鳴コイル部とを電気的に接続する受電側の同軸ケーブルと、
前記受電側共鳴コイル部を良導体で外側から覆う第1の受電側シールド部と、
を備え、
前記受電側の同軸ケーブルの外導体は、前記第1の受電側シールド部と前記負荷装置の筐体とを接続することを特徴とする共鳴式非接触給電システム。
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